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Raumresonanzmoden

Berechnet die axialen Resonanzfrequenzen des Raums und die Schroeder-Frequenz für Raumakustik und Lautsprecherpositionierung.

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Formel

f_n = n × c / (2L)

c— Speed of sound (m/s)
L— Room dimension (m)
n— Mode number (1, 2, 3…)

Wie es funktioniert

Raumakustische Modi (stehende Wellen) entstehen, wenn Schall zwischen parallelen Wänden reflektiert wird und sich die reflektierten Wellen bei bestimmten Frequenzen gegenseitig verstärken. In einem rechteckigen Raum gibt es drei Modenfamilien: axiale Moden (zwischen zwei gegenüberliegenden Oberflächen), tangentiale Moden (mit vier Oberflächen) und schräge Moden (alle sechs Oberflächen). Axiale Moden sind am stärksten und problematischsten. Die erste axiale Modenfrequenz für jede Dimension ist f = c/(2L), wobei c die Schallgeschwindigkeit (~343 m/s bei 20 °C) und L die Dimension ist. Höhere Modi treten bei ganzzahligen Vielfachen auf. Die Schroeder-Frequenz markiert den Übergang von einem ausgeprägten modalen Verhalten zu einem diffuseren, statistischen Schallfeld; darunter dominieren einzelne Modi; darüber überlagern sich die Modi und der Raum klingt gleichmäßiger. Bei gut gestalteten Räumen wird das Verhältnis ganzer Zahlen vermieden (z. B. sind Würfel im Maßstab 1:1:1 am schlechtesten), und das Bolt-Kriterium empfiehlt Raumdimensionsverhältnisse, die die Eigenschwingungen gleichmäßiger verteilen.

Bearbeitetes Beispiel

Raum: 5,0 m × 3,5 m × 2,5 m, Schallgeschwindigkeit 343 m/s. Erste axiale Modi: Länge: f = 343/(2 × 5,0) = 34,3 Hz Breite: f = 343/(2 × 3,5) = 49,0 Hz Höhe: f = 343/(2 × 2,5) = 68,6 Hz Die zweiten Axialmoden (n=2) liegen bei 68,6 Hz, 98,0 Hz bzw. 137,2 Hz. Raumvolumen: 5,0 × 3,5 × 2,5 = 43,75 m³ Schröder-Frequenz: 2000 × √ (0,16/43,75) ≈ 121 Hz Unterhalb von 121 Hz wird das Raumverhalten von einzelnen Modi dominiert. In diesem Raum gibt es keine zwei Modi erster Ordnung, die übereinstimmen, weshalb die modale Bassverteilung angemessen ist. Platzieren Sie Bassfallen an den Raumecken und an den Wandübergängen, an denen sich der Modusdruck am stärksten aufbaut.

Praktische Tipps

  • ✓Für die Gestaltung im Heimstudio sollten Sie Maßverhältnisse wie 1,0:1,28:1,54 (Sepmeyer) oder 1,0:1,6:2,33 (Bolt optimal) anstreben. Vermeiden Sie Räume, in denen zwei beliebige Dimensionen ein gemeinsames Verhältnis haben.
  • ✓Bassfallen sind am effektivsten an Raumecken (Wand, Wand, Boden, Decke oder Dreiecken), da bei allen axialen Modi der maximale Druck an den Grenzen herrscht.
  • ✓Orientieren Sie sich an der Schroeder-Frequenz: Die akustische Behandlung (Absorption, Diffusion) ist bei Frequenzen darunter am wichtigsten; oberhalb dieser Frequenz verhält sich der Raum tendenziell gleichmäßiger.

Häufige Fehler

  • ✗Verwechseln Sie Frequenzabstände mit Modaldichte — Moden, deren Frequenz nahe beieinander liegt (innerhalb von ~5 Hz), können interagieren und starke Spitzen oder Einbrüche bei diesen Frequenzen verursachen.
  • ✗Vergessen wir, dass die Schroeder-Frequenzformel (2000√ (T60/V)) normalerweise die Nachhallzeit des Raums T60 erfordert; die Näherung 2000√ (0,16/V) geht von T60 ≈ 0,16 s aus, was in hallenden Räumen zu niedrig ist.
  • ✗Wenn Sie Raummodi als ein Problem mit festen Frequenzen behandeln — wenn Sie die Hörposition oder den Lautsprecher auch nur um einen halben Meter bewegen, kann das Druckmaximum oder Null eines bestimmten Modus erreicht werden.

Häufig gestellte Fragen

Dies wird durch starke axiale Moden bei bestimmten Bassfrequenzen verursacht. Wenn eine Mode angeregt wird, wird ihre Frequenz stark betont, während benachbarte Frequenzen gedämpft werden. Durch das Einfangen von Bässen und die Neupositionierung der Lautsprecher oder des Hörsitzes kann diese Verfärbung reduziert werden.
Die Schroeder-Frequenz (~2000√ (T60/V)) markiert den Übergang zwischen raummodusdominiertem Verhalten bei niedrigen Frequenzen und einem diffusen statistischen Schallfeld bei hohen Frequenzen. Darunter ist die Raumakustik pro Modus vorhersehbar; darüber hinaus geht es bei der Behandlung mehr um die Hallzeit als um die Modussteuerung.
Es berechnet nur die ersten (n=1) Achsenmoden für jede Dimension. Axiale Moden zweiter Ordnung haben genau das Doppelte dieser Frequenzen, dritte sind dreifach und so weiter. Tangentiale und schräge Moden existieren bei zusätzlichen Frequenzen, haben aber eine schwächere Amplitude.

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